TWI605880B

TWI605880B - 破碎塗佈方法及破碎塗佈機

Info

Publication number: TWI605880B
Application number: TW105121170A
Authority: TW
Inventors: 芮祥鵬; 沈揮凱; 張淑美
Original assignee: 國立臺北科技大學; 沈揮凱
Priority date: 2016-07-05
Filing date: 2016-07-05
Publication date: 2017-11-21
Also published as: TW201801803A

Description

破碎塗佈方法及破碎塗佈機

本發明係關於一種塗佈方法，特別是關於一種破碎塗佈方法及破碎塗佈機。

一般，濕式塗佈技術係將基材的表面塗佈一層所期望的厚度之塗佈液，塗佈方法可依據所期望的厚度及均勻度，選擇適合的方法，傳統習知的塗佈方法，例如浸塗法、棒塗法、刮刀式塗佈法、滾輪塗佈法、狹縫式模頭塗佈法、凹版塗佈法、網版印刷法、柔版(flexo)印刷法等。然而，破碎塗佈技術係指故意形成不完整的塗層而非因塗佈不良造成的不完整的塗層之塗佈技術，可能使用的塗佈方法，例如滾輪塗佈法、凹版塗佈法、網版印刷法、柔版(flexo)印刷法，但是必須有特殊的設計，以達到所期望的不完整的塗層或所期望的圖案形態之塗層。

其中，滾輪塗佈法通常使用複數滾輪的組合的滾輪式塗佈機進行塗佈，滾輪式塗佈機包括提供塗佈液之盛液盤(或送料輥)、從盛液盤(或送料輥)轉移塗佈液予傳送輥上的基材之轉移輥以及傳送基材之傳送輥，例如中國公開專利號CN203917033所揭露之雙面塗佈的三輥輥塗機(roller coater)，以利控制塗佈膜厚，得到完整的塗層表面，減少塗料損耗，輥塗機的機構簡單，容易更換輥，降低生產成本。

鑒於上述之發明背景，為了符合產業上之要求，本發明之目的之一在於提供一種破碎塗佈方法及破碎塗佈機，利用滾輪塗佈技術，形成不完整的塗層於多孔基材上，使該多孔基材具有荷葉效應，特別是應用於布料時，加工完成後，布料表層接觸皮膚時可快速吸收汗水，且因為有荷葉效應的撥水層，使得被吸收掉的汗水不會往回擴散接觸到皮膚，達到乾爽舒適且快速排汗之效果，例如應用於高級女用胸衣、足球衣等的運動衫。

再者，本發明之目的之一，在於提供一種破碎塗佈方法及破碎塗佈機，藉由控制滾輪的轉速差，形成不完整的塗層於多孔基材上，可形成各種不同的圖樣於基材上，特別是應用於布料時，在布料表層形成各式不同的有色花樣，適用於牛仔棉布不規則的上色與去色，此方法不必如傳統牛仔棉布染色，需耗費太多用水進行染色及脫色，可節省約90%之用水量，相當環保，且特別是產品色牢度比傳統製法更佳。

為了達到上述目的，根據本發明一實施態樣，揭露一種破碎塗佈方法，其係使用一滾輪組塗佈一塗佈液於一長條狀基材而得到一破碎塗層的塗佈方法，包括以下步驟：提供一至少包括(A)逗點刀塗料輥、(B)轉移輥及(C)背壓輥(back roll)的該滾輪組所構成的順向塗佈機的步驟；以及提供該塗佈液予(A)逗點刀塗料輥，藉由該滾輪組的轉動，該塗佈液經由(B)轉移輥轉移至(C)背壓輥上的基材，形成該破碎塗層的步驟；其中(B)轉移輥以及(C)背壓輥分別被一驅動馬達驅動及控制，(B)轉移輥的旋轉方向與(C)背壓輥的旋轉方向為相同方向，(A)逗點刀塗料輥與(B)轉移輥之間的間隙距離為G_AB，(B)轉移輥與(C)背壓輥之間的間隙距離為G_BC，BC輥的轉速之差R_BC定義為(B)轉移輥的轉速與(C)背壓輥的轉速的比值((B)轉移輥的轉速/(C)背壓輥的轉速)時，控制轉速差R_BC為1%~90%的範圍。控制轉速差R_BC為5%~90%的範圍較理想。

再者，根據本發明另一實施態樣，揭露一種破碎塗佈機，其係至少包括(A)逗點刀塗料輥(comma coating roll)、(B)轉移輥(transfer roll)及(C)背壓輥(back roll)所構成的順向塗佈機，其中(A)逗點刀塗料輥將一塗佈液經由(B)轉移輥轉移至(C)背壓輥上的一長條狀基材，(B)轉移輥以及(C)背壓輥分別被一驅動馬達驅動及控制，(B)轉移輥的旋轉方向與(C)背壓輥的旋轉方向為相同方向，(A)逗點刀塗料輥與(B)轉移輥之間的間隙距離為G_AB，(B)轉移輥與(C)背壓輥之間的間隙距離為G_BC，BC輥的轉速之差R_BC定義為(B)轉移輥的轉速與(C)背壓輥的轉速的比值((B)轉移輥的轉速/(C)背壓輥的轉速)時，控制轉速差R_BC 為1%~90%的範圍。控制轉速差R_BC為5%~90%的範圍較理想。

於一實施例，該塗佈液的黏度為5000~30000cps的範圍。

於一實施例，藉由控制G_AB及G_BC的大小與轉速差R_BC的大小，調整塗佈液的塗佈量及塗佈液對基材的滲透度。

於一實施例，破碎塗佈機更包括：一送料輥，用以將基材從原料捲捲出；一擴展及進料輥，設置於(C)背壓輥與該送料輥之間，用以消除小褶痕以及傳送該基材至(B)轉移輥與(C)背壓輥之間；以及一張力控制器，設置於該送料輥及擴展及進料輥之間，控制基材的張力。

於一實施例，破碎塗佈機更包括：一乾燥裝置，用以乾燥塗佈液；以及一收料輥，用以將基材捲取成為捲狀。

於一實施例，該長條狀基材係由有孔材料所構成，可為平織布或針織布。

於一實施例，(A)逗點刀塗料輥為固定式輥。

於一實施例，(B)轉移輥的表面，具有凹孔數大於3000目數/吋，凹孔深度小於0.2mm，表面粗糙度Ra小於0.1μm。

根據本發明的破碎塗佈機，藉由滾輪組，可形成不完整的塗層於多孔基材上，藉由控制滾輪間的間隙及轉速，可調整塗佈液在多孔基材的表面的滲透度，以達到形成各種不同的圖樣於多孔基材的效果，或者形成具有荷葉效應的撥水層於多孔基材的效果。

100,200‧‧‧破碎塗佈機

120‧‧‧乾燥裝置

150‧‧‧收料裝置

10‧‧‧送料輥

20‧‧‧展料輥

30,40‧‧‧拉動輥

50,60,70,80‧‧‧擴展及進料輥

A‧‧‧塗料輥(逗點刀塗料輥)

B‧‧‧轉移輥

C‧‧‧背壓輥

LQ‧‧‧塗佈液

SUB‧‧‧基材

G_AB‧‧‧塗料輥與轉移輥之間的間隙距離

G_BC‧‧‧轉移輥與背壓輥之間的間隙距離

圖1係表示關於本發明一實施例的破碎塗佈方法的滾輪組之示意圖。

圖2係表示關於本發明一實施例的破碎塗佈方法的流程示意圖。

圖3係表示關於本發明一實施例的破碎塗佈機的一部分滾輪之示意圖。

圖4係表示關於本發明一實施例的破碎塗佈機之側面示意圖。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。此外，「A層(或元件)設置於B層(或元件)上」之用語，並不限定為A層直接貼覆接觸B層表面的態樣，例如A層與B層中間尚間隔其他疊層亦為該用語所涵蓋範圍。圖示中，相同的元件係以相同的符號表示。

圖1係表示關於本發明一實施例的破碎塗佈機的滾輪組之示意圖。圖1所示的破碎塗佈機的滾輪組，包括(A)塗料輥、(B)轉移輥(transfer roll)及(C)背壓輥(back roll)，可構成關於本發明的順向塗佈機。(A)逗點刀塗料輥將塗佈液經由(B)轉移輥轉移至(C)背壓輥上的基材，(B)轉移輥以及(C)背壓輥分別被一驅動馬達(2個馬達並未圖示)驅動及控制，(B)轉移輥的旋轉方向與(C)背壓輥的旋轉方向為相反方向(B)轉移輥與(C)背壓輥接觸處的切線方向為相同方向(如圖1所示，所謂(B)轉移輥與(C)背壓輥接觸時，係指(B)轉移輥與(C)背壓輥之間夾著基材及/或塗佈液而接觸之處。)，(A)逗點刀塗料輥與(B)轉移輥之間的間隙距離為G_AB，(B)轉移輥與(C)背壓輥之間的間隙距離為G_BC，BC輥的轉速之差R_BC定義為(B)轉移輥的轉速與(C)背壓輥的轉速的比值((B)轉移輥的轉速/(C)背壓輥的轉速)時，控制轉速差R_BC為1%~90%的範圍。(A)塗料輥為逗點刀塗料輥(comma coating roll)較理想。控制轉速差R_BC為5%~90%的範圍較理想。

再者，根據本發明的破碎塗佈方法，使用上述滾輪組(包括A、B及C輥)塗佈一塗佈液LQ於一長條狀基材SUB而得到一破碎塗層的塗佈方法。圖2係表示關於本發明一實施例的破碎塗佈方法的流程示意圖。圖中，LQ表示塗佈液，SUB表示基材，空心箭頭所指的方向為塗佈液移動的方向。

再者，於關於本發明的破碎塗佈機，在實際應用時可再包括送料輥、擴展及進料輥、張力控制器、乾燥裝置等的裝置，以便符合不同應用用途的需求。圖3係表示關於本發明一實施例的破碎塗佈機100的一部分滾輪之示意圖。圖4係表示關於本發明一實施例的破碎塗佈機200之側面示意圖。參考圖3及圖4，其中相同的構件，以相同的符號表示，破碎塗佈機200包括圖3所示的破碎塗佈機100之滾輪組、乾燥裝置120及收料裝置150。圖3所示的破碎塗佈機100至少包括送料輥10、展料輥20、拉動輥30,40、擴展及進料輥50,60,70,80及(A)逗點刀塗料輥、(B)轉移輥及(C)背壓輥所構成的滾輪組。圖3所示的逗點刀塗料輥A、轉移輥B及背壓輥C，其輥的直徑係依據需要製作，圖面上輥10~80及A~C的大小差異，僅是表示不同的輥，並沒有限定其相對大小。其中，未圖示之張力控制器，可設置於擴展及進料輥50,60,70,80之間。收料裝置150的構成，可使用傳統習知的收料裝置或捲取裝置，使基材捲取成捲狀或滾筒狀。

可應用於本發明的破碎塗佈方法及破碎塗佈機之基材係由有孔材料所構成，可為平織布或針織布。基材為有孔材料時，塗佈液對基材的滲透度會影響所形成的塗層之效果。於使用織布作為基材的情況，為了消除小褶痕、平坦化基材，本發明的破碎塗佈機包括張力控制器及擴展及進料輥，再者可於複數處，設置複數張力控制器，以便控制塗佈前後的基材張力及乾燥前後的基材張力。

再者，除了基材的孔隙狀況，塗佈液的黏度也會影響對基材的滲透度，根據本發明的塗佈方法，控制塗佈液的黏度，使塗佈液不滲透至基材的另一面，亦即塗佈液塗佈於基材的表面時，控制塗佈液的黏度，使塗佈液的滲透深度小於基材的厚度。塗佈液的黏度，通常為500~40000cps的範圍，較理想為5000~30000cps的範圍，更理想為15000~25000cps的範圍。塗佈液的黏度太低時，擴散太快，無法從塗料輥轉移至基材，形成所期望的破碎塗層。再者，塗佈液的固體成分濃度，可為0.5~50重量%的範圍，在使用熱熔膠時，固體成分濃度可為100重量%。

如圖1所示，藉由控制G_AB及G_BC的大小與轉速差R_BC的大小，可調整塗佈液的塗佈量及塗佈液對基材的滲透度。驅動轉移輥B及背壓輥C為分別獨立之馬達，因此可分別控制轉移輥B及背壓輥C的轉速，亦即控制轉速差R_BC。具體地，雖然塗佈液的塗佈量及塗佈液對基材的滲透度隨塗佈液的黏度而異，一般例如塗佈刀的間隙距離G_AB大，塗佈量大，塗佈層的厚度厚；塗佈刀的間隙距離G_AB小，塗佈量小，塗佈層的厚度薄；塗佈的間隙距離G_BC小，塗佈液對基材的滲透度大；塗佈的間隙距離G_BC大，塗佈液對基材的滲透度小。但是，塗佈液所構成的塗佈層的厚度及滲透度，也與轉速差R_BC的大小有關。

為了形成不完整的塗層於多孔基材上，使該多孔基材具有荷葉效應，或者形成不完整的塗層於多孔基材上，可形成各種不同的圖樣於基材上，亦即藉由根據本發明的破碎塗佈機的構造及運轉條件，可形成破碎塗層而達成上述目的。

乾燥裝置，係用以乾燥塗佈液。逗點刀塗料輥A可為固定式輥。轉移輥B的表面，可具有凹孔數大於3000目數/吋，凹孔深度小於0.2mm，表面粗糙度Ra小於0.1μm。

以下列舉實施例，更詳細地說明本發明。

實施例1：

使用厚度0.35mm的針織布，作為基材。混合撥水劑(C6)3重量%、增稠劑(ST2078)1.75重量%、交聯劑(FBI)3重量%及水，調製塗佈液1(黏度約為20000cps)。使用上述圖1所示的破碎塗佈機，傾倒塗佈液1至塗料輥A，塗佈液1轉移至轉移輥B，再由轉移輥B轉移至背壓輥C，最後塗佈於基材上。背壓輥C的轉速為5m/分，轉移輥B的轉速設定為背壓輥C的39.2%(R_BC=39.2%)。烤箱溫度設定為160℃，風速設定為1350rpm。刀隙(G_AB)設定為0.07mm，布隙(G_BC)設定為0.39mm，布隙設定為布的厚度+0.04mm。張力控制設定為約3kg/cm²。

藉由使用滴管滴水至待測物(塗佈後的基材)上約0.5毫升的水，若水能夠於待測物上停留超過5秒後才被吸收，則判斷為具有荷葉效應。

實施例2：

除轉移輥B的轉速設定為背壓輥C的49.0%(R_BC=49.0%)外，與實施例1相同地對針織布進行塗佈。

實施例3：

除轉移輥B的轉速設定為背壓輥C的58.8%(R_BC=58.8%)外，與實施例1相同地對針織布進行塗佈。

實施例4：

使用厚度0.56mm的平織布，作為基材。混合色漿(藍色染料)2重量%、聚氨酯(PU)2重量%、交聯劑0.5重量%、增稠劑1.2重量%及水，調製塗佈液2(黏度約為15000cps)。使用上述圖1所示的破碎塗佈機，傾倒塗佈液2至塗料輥A，塗佈液2轉移至轉移輥B，再由轉移輥B轉移至背壓輥C，最後塗佈於基材上。背壓輥C的轉速為5m/分，轉移輥B的轉速設定為背壓輥C的10.0%(R_BC=10.0%)。烤箱溫度設定為135℃，風速設定為1350rpm。刀隙(G_AB)設定為0.07mm，布隙(G_BC)設定為0.60mm，布隙設定為布的厚度+0.04mm。張力控制設定為約3kg/cm²。

實施例5：

使用厚度0.66mm的尼龍，作為基材。混合撥水劑(EP5954)10重量%、增稠劑(ST2078)1.75重量%、交聯劑(FBI)3重量%及水，調製塗佈液3(黏度約為23000cps)。使用上述圖1所示的破碎塗佈機，傾倒塗佈液3至塗料輥A，塗佈液3轉移至轉移輥B，再由轉移輥B轉移至背壓輥C，最後塗佈於基材上。背壓輥C的轉速為5m/分，轉移輥B的轉速設定為背壓輥C的20.2%(R_BC=20.2%)。烤箱溫度設定為160℃，風速設定為1350rpm。刀隙(G_AB)設定為0.07mm，布隙(G_BC)設定為0.70mm，布隙設定為布的厚度+0.04mm。張力控制設定為約3kg/cm²。

根據本發明的破碎塗佈方法及破碎塗佈機，藉由滾輪組，可形成不完整的塗層於多孔基材上，藉由控制滾輪間的間隙及轉速，可調整塗佈液在多孔基材的表面的滲透度，以達到形成各種不同的圖樣於多孔基材的效果，或者形成具有荷葉效應的撥水層於多孔基材的效果。

以上雖以特定實施例說明本發明，但並不因此限定本發明之範圍，只要不脫離本發明之要旨，熟悉本技藝者瞭解在不脫離本發明的意圖及範圍下可進行各種變形或變更。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。

A‧‧‧塗料輥(逗點刀塗料輥)

B‧‧‧轉移輥

C‧‧‧背壓輥

G_AB‧‧‧塗料輥與轉移輥之間的間隙距離

G_BC‧‧‧轉移輥與背壓輥之間的間隙距離

Claims

一種破碎塗佈方法，其係使用一滾輪組塗佈一塗佈液於一長條狀基材而得到一破碎塗層的塗佈方法，包括以下步驟：提供一至少包括(A)塗料輥、(B)轉移輥及(C)背壓輥(back roll)的該滾輪組所構成的順向塗佈機的步驟；以及提供該塗佈液予(A)塗料輥，藉由該滾輪組的轉動，該塗佈液經由(B)轉移輥轉移至(C)背壓輥上的基材，形成該破碎塗層的步驟；其中(B)轉移輥以及(C)背壓輥分別被一驅動馬達驅動及控制，(B)轉移輥的旋轉方向與(C)背壓輥的旋轉方向為相反方向且(B)轉移輥與(C)背壓輥接觸處的切線方向為相同方向，(A)塗料輥與(B)轉移輥之間的間隙距離為G_AB，(B)轉移輥與(C)背壓輥之間的間隙距離為G_BC，BC輥的轉速之差R_BC定義為(B)轉移輥的轉速與(C)背壓輥的轉速的比值((B)轉移輥的轉速/(C)背壓輥的轉速)時，控制轉速差R_BC為1%~90%的範圍；其中該破碎塗層為不完整且無規則的層；(B)轉移輥的表面，具有凹孔數大於3000目數/吋，凹孔深度小於0.2mm，表面粗糙度Ra小於0.1μm。
如申請專利範圍第1項所述之破碎塗佈方法，其中該塗佈液的黏度為5000~30000cps的範圍。
如申請專利範圍第1項所述之破碎塗佈方法，其中藉由控制G_AB及G_BC的大小與轉速差R_BC的大小，調整塗佈液的塗佈量及塗佈液對基材的滲透度。
如申請專利範圍第1項所述之破碎塗佈方法，其中該長條狀基材係由一有孔材料所構成。
如申請專利範圍第1項所述之破碎塗佈方法，其中該基材為平織布或針織布。
如申請專利範圍第1項所述之破碎塗佈方法，其中(B)轉移輥以及(C)背壓輥分別被一驅動馬達驅動及控制，(A)塗料輥為固定式逗點刀塗料輥。
一種破碎塗佈機，其係至少包括(A)塗料輥(comma coating roll)、(B)轉移輥(transfer roll)及(C)背壓輥(back roll)所構成的順向塗佈機，其中(A)塗料輥將一塗佈液經由(B)轉移輥轉移至(C)背壓輥上的長條狀基材，(B)轉移輥以及(C)背壓輥分別被一驅動馬達驅動及控制，(B)轉移輥的旋轉方向與(C)背壓輥的旋轉方向為相反方向且(B)轉移輥與(C)背壓輥接觸處的切線方向為相同方向，(A)塗料輥與(B)轉移輥之間的間隙距離為G_AB，(B)轉移輥與(C)背壓輥之間的間隙距離為G_BC，BC輥的轉速之差R_BC定義為(B)轉移輥的轉速與(C)背壓輥的轉速的比值((B)轉移輥的轉速/(C)背壓輥的轉速)時，控制轉速差R_BC為1%~90%的範圍；其中(B)轉移輥的表面，具有凹孔數大於3000目數/吋，凹孔深度小於0.2mm，表面粗糙度Ra小於0.1μm。
如申請專利範圍第7項所述之破碎塗佈機，其中藉由控制G_AB及G_BC的大小與轉速差R_BC的大小，調整塗佈液的塗佈量及塗佈液對基材的滲透度。
如申請專利範圍第7項所述之破碎塗佈機，其中破碎塗佈機更包括：一送料輥，用以將基材從原料捲捲出；一擴展及進料輥，設置於(C)背壓輥與該送料輥之間，用以消除小褶痕以及傳送該基材至(B)轉移輥與(C)背壓輥之間；以及一張力控制器，設置於該送料輥及擴展及進料輥之間，控制基材的張力。
如申請專利範圍第9項所述之破碎塗佈機，其中破碎塗佈機更包括：一乾燥裝置，用以乾燥塗佈液；以及一收料輥，用以將基材捲取成為捲狀。
如申請專利範圍第7項所述之破碎塗佈機，其中該長條基材係由有孔材料所構成。
如申請專利範圍第7項所述之破碎塗佈機，其中該基材為平織布或針織布。
如申請專利範圍第7項所述之破碎塗佈機，其中(A)塗料輥為固定式逗點刀塗料輥。
如申請專利範圍第7項所述之破碎塗佈機，其中該塗佈液的黏度為5000~30000cps的範圍。